超臨界流體色譜作為氣相色譜和液相色譜的有力補充可用于熱不穩(wěn)定和低揮發(fā)性物質(zhì)的分析分離和制備，也可用于超臨界流體中分子間相互作用的研究。本文從色譜的流動相、固定相、檢測系統(tǒng)及應(yīng)用幾方面綜述了超臨界流體色譜近年來的研究進展。

超臨界流體色譜(supercnticalfluidchromatography，簡稱SFC)是指以超臨界流體為流動相，以固體吸附劑(如硅膠)或鍵合到載體(或毛細管壁)上的高聚物為固定相的色譜?；旌衔镌赟FC上的分離機理與氣相色譜(GC)及液相色譜(LC)-樣，即基于各化合物在兩相間的分配系數(shù)不同而得到分離。

超臨界流體色譜SFC始于20世紀(jì)60年代，直到20世紀(jì)80年代早期開發(fā)成功了空心毛細管柱式SFC，應(yīng)用于分析領(lǐng)域。由于流動相的使用量很小，因此使得流動相的使用范圍得以擴大，甚至一些有毒的、貴重的流體被用作流動相。

隨著微柱gao效液相色譜(HPLC)的發(fā)展，出現(xiàn)了填充柱式SFC。這類色譜采用HPLC普遍使用的柱子和填料，根據(jù)流動相的特點，由HPLC改裝而成，成功地用于分析某些熱敏性、低揮發(fā)性、極性化合物。對于填充柱式SFC，其樣品的分離和收集被認(rèn)為優(yōu)于毛細管GC和HPLC。由于超臨界流體的高擴散性和低粘性，使分離速度加快，同時由于密度的變化可直接影響流動相的溶劑化能力，因此可通過改變影響密度的因素(如壓力、溫度等)較容易地使欲分離物質(zhì)從流動相中分離出來，收集起來。因此，填充柱式超臨界流體色譜SFC不僅可用于物質(zhì)的分析，而且在此基礎(chǔ)上發(fā)展了制備型超臨界流體色譜SFC。

一、超臨界流體色譜(SFC)的流動相

超臨界流體是指溫度和壓力高于其臨界值時的一種物質(zhì)狀態(tài)，兼具氣體和液體的特點，具有以下性質(zhì)：

(1)其擴散系數(shù)高于液體1—2個數(shù)量級，這種高擴散性在傳質(zhì)過程中使得SFC流動相的Z佳流速總是高于LC。因此，達到相同的分離效率，SFC往往比LC快；

(2)超臨界流體的粘度比液體低2個數(shù)量級，故使柱壓降在相同的條件下要比LC的降低許多，這也是SFC的分離速度快于LC的一個重要原因；

(3) 超臨界流體的密度與液體相似，為氣體的200一500倍，使分子間的作用力增加，從而增強了其溶劑化能力，并且其密度隨壓力可調(diào)，尤其在臨界溫度附近，壓力的微小變化可引起密度的較大變化。

因此，可通過調(diào)節(jié)壓力來實現(xiàn)對不同物質(zhì)的分離。超臨界流體色譜SFC可用于分離和分析一些GC和LC難以分離分析的物質(zhì)，尤其在分析分離一些熱敏性、低揮發(fā)性等化合物方面表現(xiàn)出優(yōu)越性。

盡管氨、二氧化硫、氧化氮及氯氟烴類等物質(zhì)都曾用作SFC的流動相進行過研究，但應(yīng)用Z廣泛的流動相是超臨界C02。這是因為C02臨界溫度(31.08C)接近室溫，臨界壓力(7.38MPa)不太高，可使色譜系統(tǒng)在接近室溫和不太高的壓力條件下進行操作。另外，C02無毒，不燃，無化學(xué)腐蝕性，因此，以它作為超臨界流體色譜SFC的shou選流動相，在食品、醫(yī)藥、生物制品及精細化工產(chǎn)品等的分析分離方面得到了廣泛的應(yīng)用。

對于中等極性的物質(zhì)，在超臨界C02中加入一定量的極性有機溶劑便可達到理想的分離目的;而對于強極性的化合物僅加入極性改性劑是不夠的。為實現(xiàn)對強極性物質(zhì)的SFC分離，在改性劑中加入了微量的強極性有機物(稱之為添加劑)成功地分離了有機酸和有機堿，流動相中微量強極性添加劑的加入拓寬了超臨界流體色譜SFC的適用范圍。

二、超臨界流體色譜(SFC)的固定相

隨著微粒技術(shù)的發(fā)展，超臨界流體色譜SFC的固定相發(fā)生了很大變化。在超臨界流體色譜SFC的Z初階段多裝以大顆粒的長柱。隨著HPLC技術(shù)的不斷發(fā)展，將裝以小顆粒填料的HPLC柱子應(yīng)用到超臨界流體色譜SFC中來，大大縮短了分析時間，提高了分離效率。將熔融的硅膠填充毛細管柱用于分離聚苯乙烯混合物，取得了良好的分離效果。

在填充柱式超臨界流體色譜SFC中使用Z廣的固定相是硅膠基質(zhì)的鍵合填料。由于氫鍵、離子、偶極作用，不經(jīng)過改性失活的硅膠適用于非極性化合物的分析，對于極性物質(zhì)不太適用。而將一些極性稍弱的基團鍵合到硅膠上，形成硅膠基質(zhì)的鍵合填料則大大增加了填料的適用范圍。在硅膠的表面鍵合上基團，像-OH、-CN、-NH：-C6Hs、烷基及聚合物等，形成了一類固定相。

三、超臨界流體色譜(SFC)的檢測系統(tǒng)

超臨界流體色譜SFC可采用GC和LC的檢測器，通常在低壓和常壓條件下使用。目前，SFC中Z常用的檢測器為紫外(UV)檢測器和氫焰離子化檢測器(FID)，它們具有靈敏和高選擇性的特點。一般地，對于以純C02為流動相的分離體系可采用FID，尤其在空心管式超臨界流體色譜SFC中使用比較多;而對于有譜學(xué)特征吸收峰的物質(zhì)可采用紫外、紅外等信息光譜型檢測器。超臨界流體色譜SFC與質(zhì)譜聯(lián)用將物質(zhì)分離、鑒別結(jié)合在一起，成為非常有效的分析手段，另外，熒光檢測器、電流檢測器、電子捕獲檢測器、激光散射檢測器及火焰光度檢測器等都作為檢測手段在超臨界流體色譜SFC中得到良好應(yīng)用。

四、分析型超臨界流體色譜(SFC)

從20世紀(jì)60年代，卟啉異構(gòu)體、聚苯乙烯的齊聚物、多環(huán)芳烴、抗氧劑、染料及環(huán)氧樹脂、胡蘿卜素、氨基酸等在SFC上得到分離。隨著色譜技術(shù)的進步，超臨界流體色譜SFC分析的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴大。天然產(chǎn)品、極性藥物、食品、添加劑及手性化合物等都在超臨界流體色譜SFC中得到了很好的分離，這些工作在文獻中都有系統(tǒng)的總結(jié)。

用于SFC分析的天然產(chǎn)品種類比較多，如熱不穩(wěn)定的天然脂類、甾類化合物、多元不飽和脂肪酸及其酯、天然色素、氨基酸、糖類等。SFC分離手性化合物成為重要的應(yīng)用領(lǐng)域。近年來，隨著新型手性固定相的出現(xiàn)，關(guān)于手性化合物SFC分離的研究迅速增加。

五、制備型超臨界流體色譜(SFC)

制備型超臨界流體色譜SFC現(xiàn)已應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、生物及石油等多種領(lǐng)域。制備型SFC與分析型SFC的Zda區(qū)別在于制備型SFC需要將分離的樣品收集起來。因此，色譜系統(tǒng)增加了樣品收集裝置，相應(yīng)地增加了復(fù)雜的樣品進樣系統(tǒng)。相對于制備型HPLC而言，制備型SFC的流動相使用量少，無溶劑殘留，并且分離速率快。有人將制備型SFC用于高分子低聚物的精細分級，得到分子量均一的組分。近來，模擬移動床式制備型SFC的出現(xiàn)拓寬了SFC的適用范圍和生產(chǎn)規(guī)模。

六、超臨界流體色譜(SFC)在熱力學(xué)方面的研究

隨著色譜技術(shù)的成熟，超臨界流體色譜SFC不僅作為分析分離工具得到良好應(yīng)用，而且作為熱力學(xué)研究的重要手段用于研究超臨界流體中溶質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)?；谏V熱力學(xué)的基本關(guān)系，從溶質(zhì)在色譜系統(tǒng)中的保留行為推測溶質(zhì)在超臨界流動相中的溶解度，從而得到溶質(zhì)在超臨界流體中的溶解度。類似地可以得到溶質(zhì)在超臨界流體中的無限稀偏摩爾體積、溶質(zhì)在流動相和固定相上的分配系數(shù)等。

七、展望

超臨界流體色譜SFC作為超臨界流體技術(shù)發(fā)展的一個重要分支，在色譜領(lǐng)域得到迅速發(fā)展。目前，分析型SFC已出現(xiàn)了商品化儀器，實驗室規(guī)模的制備型SFC已研制成功，超臨界流體色譜SFC在熱力學(xué)方面的應(yīng)用研究也引起了廣泛的重視。從研究和應(yīng)用情況來看，SFC尚不能取代已有的GC和LC，只能作為色譜領(lǐng)域中的一種補充手段。由于超臨界流體的特殊性，超臨界流體色譜SFC在藥物分析中的應(yīng)用將越來越重要，在化合物的分離制備方面也將優(yōu)于制備型HPLC，而得到重視和應(yīng)用。